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エレクトロニクス・製造領域のタイトル画像

変化する「ものづくり」をリードする革新技術

エレクトロニクス・製造領域では、IT機器の大幅な省エネ化と高性能化の両立を可能とする世界トップ性能のデバイスの開発と、省エネ、省資源、低コストな産業活動の実現を可能とする革新的な製造技術の開発を目指します。さらに、先端エレクトロニクスを基礎としたセンシング技術と革新的製造技術を結びつけることによって超高効率な生産システムを構築し、わが国の産業競争力強化に貢献します。

重要戦略詳細

IT 機器の省エネ化と高性能化の両立を目指す

IT 機器によるエネルギー消費量は、急増するネットワークトラフィック量に後押しされて、増加の一途をたどっています。さらに、IT 機器において処理すべきデータ量も増大しており、機器の高性能化が求められています。産総研は、低消費電力で大容量通信が可能な光ネットワーク、極低電圧で動作する電子デバイス、リフレッシュ動作が不要な不揮発メモリーなどの開発を通じて、IT 機器の大幅な省エネ化を推進します。また、さらなる高性能化に向けた新しい半導体デバイス技術やコンピューティング技術の創出を目指します。これらを通じて、到来が予想されるIoT(Internet of Things)時代における膨大なデータの処理を実現可能にし、その省電力化、高効率化に貢献します。

IoT 時代に対応する製造およびセンシング技術を開発

インフラや生産設備といった現場がもつ情報を迅速・的確に収集し、収集したデータを効果的に処理して現場にフィードバックすることで、高信頼で高効率な社会システムが実現できます。また、安全・安心な暮らしを実現するためにも、インフラの異常や有害物質などを検知する技術が求められています。産総研は、新たなセンシング技術、センサーネットワーク技術、収集データ利用技術などを開発することで、しなやかさ・復元力(レジリエンス)と産業競争力の強化を目指した製造網(Webof Manufacturing)の実現、社会インフラの維持管理の効率化・高度化の実現に貢献します。

新たな設計・製造技術で、ものづくりにおける産業競争力強化を目指す

わが国の産業競争力強化と、産業活動による環境負荷低減を両立するためには、新しい製造技術が必要不可欠です。製造業における設計プロセスや、実際の製造プロセスをトータルで開発することにより製造業の高効率化が実現できます。産総研では、常に変化しうる多様なニーズに迅速に対応し、製品を省エネ、省資源、低コストで製造できる技術として、設計マネージメント技術、印刷デバイス技術、ミニマルファブ技術、MEMS デバイス技術の開発に取り組みます。

先進コーティング技術で課題解決へ

エレクトロニクス産業で用いられている半導体などの電子材料は、高度なプロセスによって積層化、集積化する必要がありますが、高温でのプロセスが必要な材料では、製造装置やプロセスの改良が課題です。高度機能をもつ電子部材は、絶縁性や耐食性などの緻密な表面処理が求められます。また、製造業においては、製品の高機能・高付加価値化と同時に生産コスト低減の両立が必要で、それを達成する革新的な製造プロセスが強く求められています。産総研では、パワーモジュール、燃料電池、構造材料といった、さまざまな産業用部材、基材に対し、自在にコーティングできる先進技術の開発を進めており、その技術を核に、コーティングに関するワンストップソリューションの提供を行っています。

エレクトロニクス・製造領域の体制図

最近の研究成果

鉄系超伝導体において新たな量子液晶状態

「量子液晶」とは、電子の集団が量子効果によりある方向に揃おうとする状態です。これまでは、一般的な液晶と異なり、その方向が特定の結晶の向きに限られていました。今回、鉄系超伝導体において、電子の集団がどの方向にも揃う新しいタイプの量子液晶状態が実現できることを見出しました。この新しい量子液晶状態は、有機分子などの一般的な液晶に近く、電子の集団応答の方向を容易に制御することができます。そのため、物質中の波(量子流)の偏波などの量子技術の開拓へとつながることが今後期待されます。

エレクトロニクス・製造領域の最近の研究成果の概要図

鉄系超伝導体Ba1-xRbxFe2As2のRb置換量xを変化させた際の電子状態の変化を表した図。黒四角および白四角は超伝導状態へ変化する温度(Tc)を表す。図中の白三角は向きがFe-Fe方向の量子液晶状態が実現する温度(Tnem)、赤三角はFe-As方向の量子液晶状態が実現する温度(Tnem)を表す。図中には対応する量子液晶状態の概念図を示しており、楕円は電子の集団がどの方向に揃いたがっているかを簡単に表している。Rb置換量xが少ない青色の領域ではFe-Fe方向、多い赤色の領域ではFe-As方向であるのに対し、x=0.75付近では向きがある方向に限定されていない、新しい量子液晶状態の兆候が見出された。

シリコンフォトニクスデバイスの研究開発試作体制を構築

産総研で開発した世界最先端のシリコンフォトニクス技術を普及させるため、産総研以外の幅広いユーザーが利用可能な国内初のシリコンフォトニクスデバイスの試作体制を構築した。この試作体制は、加工精度に優れる300 mmウエハープロセスを利用した研究開発用公的シリコンフォトニクス試作体制としては世界で唯一である。技術面では、これまで産総研で独自に開発してきたシリコンフォトニクス技術を基にデバイス設計基本情報や標準デバイスメニューをまとめたプロセスデザインキット(PDK)を整備し、ユーザーによるデバイス設計を容易にした。また、運用面としては、産総研コンソーシアムであるシリコンフォトニクスコンソーシアムの活動の一環として、設計情報の集約や試作デバイスの分配などを行うユーザー窓口機能を設置し、利便性の良い試作体制を構築した。2019年10月には、コンソーシアムの参加企業や大学をユーザーとした1回目の相乗り試作を完了し、今回構築した研究開発試作体制の良好な機能が確認された。今後、国内外の民間企業・大学などに研究開発試作を幅広く提供し、開発技術の普及に努めていく。

エレクトロニクス・製造領域領域の最近の研究成果の概要図

2019年度相乗り試作においてユーザーに提供したシリコンフォトニクスチップ


研究ユニット

デバイス技術研究部門
電子光基礎技術研究部門
スピントロニクス研究センター

その他の研究推進組織

研究ラボ

オープンイノベーションラボラトリ

連携研究室(冠研究室・冠ラボ)

  • TEL-産総研先端材料・プロセス開発連携研究室
  • NEC-産総研量子活用テクノロジー連携研究室
  • ジェイテクト-産総研スマートファクトリー連携研究ラボ

エレクトロニクス・製造領域研究戦略部

連絡先:エレクトロニクス・製造領域研究戦略部 研究企画室

メール:rpd-eleman-ml*aist.go.jp(*を@に変更して送信下さい。)
話:029-862-6592


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国立研究開発法人産業技術総合研究所